Assessing the Performance of Model Predictive Controllers

Performance assessment of model predictive controllers is a problem of significant industrial relevance. Model predictive controllers belong to a class of linear time‐varying controllers, which compute the future control actions by minimizing a constrained, time‐varying objective function. In this work we propose a performance statistic that takes into account the time‐varying and constrained nature of model predictive control. The proposed measure compares the achieved objective function with its design value, online. Analytical expressions are derived to calculate the expected value of the design objective function under closed loop conditions. Simulation and industrial case studies are used to illustrate the applicability of the proposed metric. L'évaluation de la performance des contrôleurs prédictifs à modèles revêt une grande importance pour l'industrie. Les contrôleurs prédictifs à modèles appartiennent à la catégorie des contrôleurs variables linéaires, qui calculent les actions de contrôle futures en minimisant une fonction objectif variant dans le temps et soumise à une contrainte du contrôl prédictif à modèles. Dans ce travail, nous proposons une statistique de performance qui tient compte de la nature variable dans le temps et de la contrainte du contrôl prédictif à modèles. La mesure proposée compare la fonction objectif réalisée avec sa valeur de conception, en continu. Des expressions analytiques sont obtenues pour calculer la valeur attendue de la fonction objectif de conception dans des conditions en boucle fermée. La simulation et des études industrielles nous permettent d'illustrer l'applicabilité de la métrique proposée.